在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化和智能交通系統(tǒng)中，角度和位置檢測(cè)的精確度直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的性能和可靠性。傳統(tǒng)的檢測(cè)方案往往面臨安裝復(fù)雜、易受干擾和精度有限的挑戰(zhàn)。MT6620是由麥歌恩（現(xiàn)隸屬納芯微）推出的基于固定磁極霍爾磁感應(yīng)技術(shù)開(kāi)發(fā)的新一代適用于離軸（off-axis）角度和位置檢測(cè)的傳感器芯片，為角度和位置檢測(cè)提供優(yōu)秀解決方案。

一、工作解析，高集化系統(tǒng)架構(gòu)

MT6620是一顆基于霍爾陣列磁感應(yīng)技術(shù)和先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)的位置和角度傳感器芯片。其工作流程為：

當(dāng)對(duì)應(yīng)極距為2mm的磁柵尺或磁環(huán)（需適配2mm固定極距、4mm固定對(duì)極的徑向充磁規(guī)格）從芯片內(nèi)集成的固定2mm極距的霍爾感應(yīng)陣列上方經(jīng)過(guò)時(shí)，霍爾陣列會(huì)隨磁柵尺的移動(dòng)或磁環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出兩路正余弦模擬電壓信號(hào)；

信號(hào)通過(guò)模擬前端電路的放大和濾波后，進(jìn)入ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）進(jìn)行數(shù)字量化；

量化后的信號(hào)進(jìn)入DSP（數(shù)字信號(hào)處理器），完成補(bǔ)償、校準(zhǔn)、角度求解及角度與誤差監(jiān)測(cè)，最終輸出精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，可根據(jù)適配系統(tǒng)選擇對(duì)應(yīng)輸出模式。

另外芯片中還集成了低壓差穩(wěn)壓模塊（LDO）、時(shí)鐘振蕩器（OSC）、電可擦除可編程存儲(chǔ)器（EEPROM）、插值器（Interpolator）等核心模塊，實(shí)現(xiàn)高集成度設(shè)計(jì)。

功能框圖

二、技術(shù)創(chuàng)新，讓復(fù)雜變簡(jiǎn)單

MT6620的核心性能提升在于提供了客戶端方便的自校準(zhǔn)模式（無(wú)需數(shù)據(jù)交互），不僅能補(bǔ)償由安裝偏差帶來(lái)的正、余弦輸入信號(hào)的失調(diào)、幅度誤差以及相位誤差，還可修正磁鐵不理想導(dǎo)致的非線性問(wèn)題，大大提升INL特性。該模式要求磁環(huán)、磁柵尺連續(xù)運(yùn)動(dòng)，但可以是非勻速的，具體步驟如下：

（1）安裝固定好芯片和磁環(huán)/磁柵尺的相對(duì)位置；

（2）磁環(huán)需以40對(duì)極/分鐘~3000對(duì)極/分鐘速度旋轉(zhuǎn)，保持16個(gè)對(duì)極；磁柵尺需要確保在0.16米/分鐘~12米/分鐘的速度區(qū)間內(nèi)運(yùn)行至少16個(gè)對(duì)極；

（3）通過(guò)將CAL-ENB引腳拉低（或者將寄存器“SOFT-AUTOCAL”寫(xiě)1），使得芯片進(jìn)入自校準(zhǔn)狀態(tài)。然后通過(guò)STATUS引腳輸出的PWM波形（50%表示校準(zhǔn)中、25%表示校準(zhǔn)失敗、>99%表示校準(zhǔn)成功）或“CAL_STATE”寄存器值（0x0未校準(zhǔn)、0x1校準(zhǔn)中、0x2校準(zhǔn)失敗、0x3校準(zhǔn)成功），來(lái)判斷芯片的自校準(zhǔn)狀態(tài)。自校準(zhǔn)成功后，芯片會(huì)自動(dòng)保存參數(shù)，需等待≥500ms后，再將CAL-ENB引腳拉高或者將“SOFT-AUTOCAL”寄存器寫(xiě)0，退出自校準(zhǔn)模式；

（4）若校準(zhǔn)失敗，則要給MT6620重新上電后再次嘗試。

MT6620創(chuàng)新的自校準(zhǔn)模式降低了系統(tǒng)調(diào)試難度，有助于提高安裝效率和生產(chǎn)良率。

三、多輸出模式，靈活適配

MT6620如同傳感器界的“社交達(dá)人”，具備豐富的輸出模式，可適配不同類型的控制系統(tǒng)：

與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)“沒(méi)有代溝”——提供類似傳統(tǒng)光電編碼器的增量ABZ輸出，增量輸出最高分辨率為2500脈沖/磁對(duì)極，任意整數(shù)分辨率可編程，或者是10000步/磁對(duì)極；

與電機(jī)控制系統(tǒng)“相談甚歡”——MT6620也提供了增量UVW輸出，分辨率支持1~63對(duì)極/磁對(duì)極，任意整數(shù)對(duì)極可編程；

與簡(jiǎn)單控制器“做朋友”——PWM輸出，通過(guò)單線輸出可提供分辨率為12位的絕對(duì)角度數(shù)據(jù)，頻率在125Hz~2kHz可編程，極性支持高/低電平有效切換；

與數(shù)字系統(tǒng)“稱兄道弟”——提供3線SPI接口，供上機(jī)位或MCU來(lái)讀取芯片內(nèi)部的16位角度數(shù)據(jù)及診斷狀態(tài)，也可進(jìn)行編程操作；SPI時(shí)序包含CSN下降沿到SCK上升沿延時(shí)、時(shí)鐘周期等關(guān)鍵參數(shù)，數(shù)據(jù)傳輸遵循特定協(xié)議，附帶CRC校驗(yàn)和安全字機(jī)制。

MT6620就像“懂多種語(yǔ)言的翻譯官”，面對(duì)不同的客戶系統(tǒng)，總能找到合適的“語(yǔ)言”溝通。且芯片內(nèi)置的EEPROM存儲(chǔ)器支持3.3V~5.0V電壓范圍內(nèi)編程，擦寫(xiě)次數(shù)可達(dá)1000次，在150℃環(huán)境下數(shù)據(jù)保存時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10年，進(jìn)一步增強(qiáng)設(shè)計(jì)靈活性。

四、卓越性能，滿足嚴(yán)苛要求

MT6620在性能參數(shù)上同樣表現(xiàn)卓越，其角度精度達(dá)到±0.2°，差分非線性（DNL）±0.05°，瞬態(tài)噪聲僅0.01°rms，遲滯窗口典型值0.022°，測(cè)量精準(zhǔn)度高，能精準(zhǔn)測(cè)量細(xì)微的角度和位置變化。工作環(huán)境上，MT6620其上能“忍耐”125℃的高溫，下能“抵抗”-40℃的嚴(yán)寒，ESD防護(hù)符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)——人體接觸放電（VHBM）±4.0kV、充電器件放電（VCDM）±1.0kV，可適應(yīng)嚴(yán)苛工作環(huán)境。工作電壓范圍為3.3~5.0V，極限范圍3.0V~5.5V，可適應(yīng)多種電源環(huán)境；工作電流典型值為25mA，低功耗。采用TSSOP-24封裝，尺寸緊湊（長(zhǎng)7.700~7.900mm、寬4.300~4.500mm），兼具高集成度與易安裝的特點(diǎn)。

產(chǎn)品特性

封裝外觀圖

五、應(yīng)用場(chǎng)景，多領(lǐng)域大展身手

MT6620固定2mm磁感應(yīng)極距的特性，使其既適用于離軸角度檢測(cè)，也能用于直線位移檢測(cè)，大大拓展了應(yīng)用范圍，在多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。

在智能交通系統(tǒng)中，精確的角度和位置檢測(cè)是保障系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵。MT6620采用AEC-Q100測(cè)試評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，完全可滿足智能交通行業(yè)對(duì)精度和穩(wěn)定性的高要求。

在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，MT6620可用于電機(jī)控制、機(jī)器人關(guān)節(jié)定位、線性執(zhí)行器位置檢測(cè)等場(chǎng)景。例如，在工業(yè)伺服系統(tǒng)中，其提供高分辨率的增量ABZ輸出，可用于替代傳統(tǒng)的光電編碼器；其高分辨率和小封裝特性，使其特別適合類似機(jī)器人關(guān)節(jié)角度檢測(cè)般的空間受限的應(yīng)用場(chǎng)景。

2024慕尼黑上海電子展上，麥歌恩將MT6620作為重點(diǎn)產(chǎn)品展示，可以看出該公司對(duì)這一產(chǎn)品的重視以及其在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

六、結(jié)語(yǔ)：讓解決方案變簡(jiǎn)單

MT6620憑借其創(chuàng)新的自校準(zhǔn)技術(shù)、靈活的輸出選項(xiàng)和卓越的性能參數(shù)，成為離軸檢測(cè)應(yīng)用的優(yōu)秀解決方案。對(duì)于使用者而言，它通過(guò)自校準(zhǔn)技術(shù)有效降低了系統(tǒng)安裝的復(fù)雜度和對(duì)機(jī)械精度的依賴，同時(shí)卓越的性能提供了可靠的精確測(cè)量解決方案，闡釋了技術(shù)進(jìn)步的真正意義——不是讓規(guī)則變得更復(fù)雜，而是讓解決方案變得更簡(jiǎn)單。

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審核編輯 黃宇